PMSM伺服系统复合滑模变结构控制方法研究

发布时间：2020-05-15 01:36

【摘要】：永磁同步电机因其具有功耗低、体积小、结构简单、调速性能高等优点,在先进轨道交通、风力发电等领域发挥重要的作用。然而PMSM属于多变量、强耦合的时变非线性系统,其性能易受电机本体参数摄动、内部耦合及外部扰动等未知因素的影响。电机调速系统中一般采用PI调节器,但其很难实现调速系统的高性能控制。本文以PMSM为被控对象,采用滑模变结构控制方法设计控制器,使闭环控制系统的性能在快速性、稳定性、鲁棒性方面得到一定改善。本文首先概述了矢量控制技术,采用id=0的矢量控制方法,建立PMSM的数学模型。其次介绍了传统滑模变结构控制器的设计,仿真结果说明传统滑模控制存在不足,并验证了趋近律对抖振削弱的有效性。针对滑模控制的固有缺陷和未知因素对系统的不良影响进行以下改进:1)设计滑模自抗扰复合电流控制器,有效对内部扰动和外在干扰估计并补偿,从而增强系统抗扰动能力,提高系统动态性能;2)设计改进趋近律的滑模速度控制器,对切换函数的增益进行动态处理,采用包含系统状态变量的自适应变增益趋近律,并对其参数做简化处理,实现削弱抖振和减少调节参数的目的,同时采用双曲正切函数优化符号函数,使控制连续化;3)设计负载滑模观测器,将观测值与速度控制器的输出共同作用于电流环,其中对滑模面采用以观测误差为变量的积分型滑模面,提高系统精度,采用指数趋近律并将等速项参数和指数项参数设置成互为倒数关系,降低参数整定复杂度,提高系统的鲁棒性和多重抗扰能力。最后建立基于观测器的复合滑模控制系统的仿真模型,从负载突变、转速跟踪、转矩观测、电机内部参数变化等方面进行对比分析。仿真结果表明,采用基于观测器的复合滑模控制系统性能要明显优于传统控制系统性能,调速系统的动态性能,跟踪性,抗扰性,鲁棒性得到进一步提升,证实了算法的合理性。
【图文】：

时的简易性，降低铜损的同时提高效率。逡逑永磁体在转子上的安装方式影响着ＰＭＳＭ的性能，依据其安装位置的不同，，ＰＭＳＭ逡逑转子可分为表贴式、嵌入式和内埋式。其结构如图２．１所示网。逡逑、轴逡逑永磁体转轴逦永磁体转轴逦永磁体逡逑（ａ）表贴式逦（ｂ）嵌入式逦（ｃ）内拥式逡逑图２．１永磁同步电机转了？结构逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｒｏｔｏｒ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｐｅｎｎａｎｅｎｔ邋ｍａｇｎｅｔ邋ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ邋ｍｏｔｏｒ逡逑６逡逑

机输出转矩。即实现电机磁场定向控制，大大简化了控制过程，可达到较满意的控制效逡逑果。逡逑矢量控制原理如图２．２。通过Ｃｌａｒｋ变换、Ｐａｒｋ变换理论得到等效电流／ｒｆ、Ｌ，直接逡逑对两者实施控制，可获得较好的转矩控制效果。将旋转坐标系下的控制量／ｔｆ、／９经过逆逡逑变换得到三相静止坐标系下的控制量／，、ｚｓ、卜，达到控制ＰＭＳＭ的目的。逡逑７逡逑
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP273;TM341

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 邹权;钱林方;蒋清山;;永磁同步电机伺服系统的自适应模糊滑模控制[J];控制理论与应用;2015年06期

2 韩京清,袁露林;跟踪-微分器的离散形式[J];系统科学与数学;1999年03期

3 韩京清;控制理论——模型论还是控制论[J];系统科学与数学;1989年04期

本文编号：2664253